Manny, Diego und Sid erleben ihr bisher größtes Abenteuer, als ein Kataklysmus gewaltige Stücke ihres Kontinents in den Ozean abdriften lässt. Vom Rest der Herde getrennt, nutzen sie einen Eisberg als notdürftigen Schiffersatz. Dabei begegnen die Freunde allerlei exotischen Meeresbewohnern und bekämpfen rücksichtlose Piraten.

Die drei "Ice Age"-Helden Diego, Sid und Manni haben die grosse Schmelze aus dem zweiten Teil überstanden. Ellie und Manni, die beiden Mammuts, erwarten Nachwuchs und Sid hegt ebenfalls den Gedanken, die Familiengründung so langsam zu beginnen. Dass er sich dazu die Eier eines T-Rex Weibchens zu eigen macht, stösst bei dieser nicht gerade auf Wohlwollen. Kurzum wird Sid verschleppt und findet sich einer schier ausweglosen Situation in einer grossen Dinosaurier-Welt wieder. Nun sind seine Freunde gefragt, denn nur sie können das Faultier befreien.

In der Zukunft ist die Erde nach einer verheerenden Alien-Attacke nur noch ein toter Klumpen im Weltall. Ein Waisenjunge findet sich plötzlich in einem verrückten Abenteuer wieder, als er eine geheimnisvolle Karte findet, die zu einem Eisplaneten führen soll, wo ein geheimnisvoller Schatz schlummert, der die ganze Menschheit retten könnte.